利用CRISPR/Cas9系統構建人HPRT1基因定點突變細胞株

摘要：Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase1(HPRT1)基因突變會導致次黃嘌呤和鳥嘌呤代謝異常,嚴重的代謝障礙被稱為Lesch-Nyhan綜合征,表現為智力低下,行為上出現強迫性自我毀傷,并伴隨痛風或腎結石等癥狀。HPRT1基因具有多種突變模式,近年來對其突變譜的研究表明該基因具有一些"突變熱點"。本研究選取了導致翻譯提前終止的熱點突變c.508C>T突變和c.151C>T突變,在HEK293T和HeLa細胞中,以單鏈寡核苷酸(single-stranded oligo-deoxyribonucleotides,ssODN)作為同源重組模板,利用CRISPR/Cas9技術構建了這兩種突變的單克隆細胞株,發生定點突變的效率分別為16.3%和10%。進一步通過Westernblot檢測點突變的單克隆細胞的HPRT1蛋白表達水平,通過6-TG毒性實驗檢測點突變的單克隆細胞的次黃嘌呤/鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶活性,結果表明純合突變的單細胞克隆不能正常表達HPRT1蛋白,其次黃嘌呤/鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶活性喪失;雜合突變的單細胞克隆的HPRT1蛋白表達量降低,仍具有部分次黃嘌呤/鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶活性。HPRT1基因定點突變細胞模型的建立可為今后建立其他HPRT1基因突變的細胞系或動物模型提供借鑒,為研究Lesch-Nyhan致病機制提供基礎。